Utredning av styrsystem för konstant hastighet för plastellinapress

Sammanfattning

Detta arbete behandlar en utredning av hur en konstant hastighet kan uppnås under pressmomentet i den plastellinapress som finns i laborationssalen på Högskolan i Gävle. Pressen används i utbildningssyfte för att fysiskt demonstrera extruderingsprocessen, i dagsläget drivs pressen av pneumatik och saknar ett styrsystem vilket ger upphov till fluktuationer i hastigheten på grund av luftens kompressibilitet. Arbetets syfte och målsättning är att utreda om den befintliga pneumatiska cylindern kan behållas eller om systemet ska konverteras till elektrisk drift. Projektet ska även specificera nödvändiga komponenter och styrsätt som kan utgöra ett beslutsunderlag för framtida inköp. Arbetet har avgränsats till en litteraturstudie och utredning utan praktiska moment. Hydraulik har uteslutits som arbetsmedium eftersom det dels skulle innebära ett större arbete att konvertera pressen till hydraulisk drift, dels för att kraven på säkerheten vid drift ökar.I utredning konstaterades att den nuvarande pneumatiska cylindern kan leverera tillräcklig aktionskraft, men att luftens kompressibilitet förblir en stor nackdel för att garantera konstant hastighet. Som lösning för ett pneumatiskt closed-loop-system undersöktes två förslag: reglering med en 5/3-proportionalitetsventil samt PWMstyrning av två elektromagnetiska 3/2-ventiler via en PID-regulator. För elektriskdrift utredes elektriska linjära ställdon. Genom att kombinera pressens befintliga linjära lägesgivare ihop med föreslagen PLC och en analog I/O-modul med 14 bitars upplösning ska kunna registrera positionsförändring på cirka 0,0183 mm, vilket ger förutsättningar för att kunna beräkna hastigheten hos ställdonet med god precision. Arbetets slutsats är att det rekommenderade tillvägagångssättet är att konvertera plastellinapressen till elektrisk drift för att uppnå optimal precision och kontroll över hastigheten. En sammanställning av kompatibla komponenter; inklusive PLC, motorstyrning och ställdon har tagits fram. Kostnaden för att implementera det elektriska styrsystemet uppskattas till 13 134 kr, förutsatt att alternativ 2 väljs för både ställdon och nätaggregat ur bilaga A, med de föreslagna komponenterna.